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摘要：随着我国的不断发展，对于水泥的需求也越来越大，由于科技的不断发展，现在煤矿或火电厂都有水泵房无人值守系统，本文希望就水泥厂的水泵房无人值守系统进行设计，希望该设计思路可以有效运用，为水泥厂的经济效益的提高提供极大的帮助，为其他水泥厂的发展提供可供参考的资料。
关键词：无人值守；水泥厂；水泵房；设计
1当下水泥厂的水系统的问题
水泥厂对水系统要求信息的采集及时而且准确、信息处理操作简单、维护方便，并且要求系统安装方便，运作稳定，维护周期长等。水泥厂的水系统现主要存在以下几个问题：水系统设备比较分散且距离比较远，一旦设备发生故障时仅靠现场值班人员通知专业技术人员，无法在第一时间获取详细故障信息以进行及时客观的判断和处理，容易延误最佳的处理时间；安排多组人员昼夜轮流值班，这种方式不仅浪费了大量的人力资源而且问题出现后处理周期比较长，对问题也无法追踪和回溯，也就很难快速找到问题根源，也不利于信息化管理。
2应对方案
为解决现有水系统存在的问题，借鉴其他企业在自动化项目中长期累积的经验，对水泥厂的水系统进行无人值守的自动化改造，以消除系统隐患，为安全生产保驾护航。
水系统无人值守自动化改造主要内容包括以下几点：
1、在相应位置增加如流量或水位传感器等对水泵进行流量控制、水位保护等；
2、在泵的出口、入口等位置加装电动阀与泵进行联动保护；
3、在江边、重力无阀出水口和污水处理房排水口这三个位置安装红外功能的摄像头接入余热发电中控视频监控系统，以监视河水位及取水情况、重力无阀过滤系统和污水处理系统的运行情况等；
4、在余热发电中控新增一台计算机，通过组态软件Wincc监控水系统的运行状态以及信息化处理等；
3设计方案
如图1系统结构图所示：本系统分为取水泵、循环水池补水泵、水塔补水泵、窑循环水泵、加药、中控、净水器、视频监控七个部分。
图1 水泵无人值守系统结构图
3.1取水泵系统
在一、二号取水井各安装一只超声波液位计与各自取水泵联锁；当取水井水位低时（低限值可由上位机设定调整），相应的取水泵不能启动，仅当水位通过自然流入或抽水泵补水后超过某一设定值时，方能启动该台泵；在一、二号取水泵出水总管安装一台电磁流量计替换原有流量计；在抽水泵出口管安装一台电磁流量计；取水泵及抽水泵现场操作箱的控制电缆引至泵房无人值守PLC柜（设在泵房电气室）；电磁流量计、超声波液位计信号电缆引至泵房无人值守PLC柜；取水泵及抽水泵的电气控制主回路加装多功能电表，无人值守系统PLC通过RS485接口与多功能电表进行Modbus RTU通讯。
3.2循环水池补水泵系统
在泵的入口段原手动阀前各加一台手动阀，并在两台手动阀中间各加一台电动阀，电动阀与泵联动，启动泵时先开阀再开泵，停泵时先关泵再关阀；在两侧出水管各加一台流量计，通过流量计信号监控泵的运行是否正常；在循环水池加装一台超声波液位计，监测循环水池液位；在冷却塔的进、出水管加温度传感器监测冷却循环水温度；循环水池补水泵和冷却塔风机的控制电缆引至泵房无人值守PLC柜，且其控制也由该PLC完成；电磁流量计、超声波液位计信号电缆引至泵房无人值守PLC柜；补水泵及冷却塔风机的电气控制主回路加装多功能电表，无人值守系统PLC通过RS485接口与多功能电表进行Modbus RTU通讯。
3.3水塔补水泵系统
在泵的入口段原手动阀前各加一台手动阀，并在两台手动阀中间各加一台电动阀，电动阀与泵联动，启动泵时先开阀再开泵，停泵时先关泵再关阀；在出水管加一台流量计，通过流量计信号监控泵的运行是否正常；在水塔加装一台超声波液位计，监测水塔液位；水塔补水泵的控制电缆引至泵房无人值守PLC柜，且其控制也由该PLC完成；电磁流量计、投入式液位计信号电缆引至泵房无人值守PLC柜；补水泵的电气控制主回路加装多功能电表，无人值守系统PLC通过RS485接口与多功能电表进行Modbus RTU通讯。
3.4窑循环泵系统
在每台泵的出口段将弯曲管加长，各增加一台手动阀和一台电动阀，电动阀与泵联动，启动泵时先开泵再开阀，停泵时先关阀再停泵；在出水总管加一台流量计，通过流量计信号监控泵的运行是否正常；窑循环泵的控制电缆引至泵房无人值守PLC柜，且其控制也由该PLC完成；电磁流量计信号电缆引至泵房无人值守PLC柜；窑循环泵的电气控制主回路加装多功能电表，无人值守系统PLC通过RS485接口与多功能电表进行Modbus RTU通讯。
3.5加药系统
在源水管加装一只高浊仪检测源水浊度，将变量泵加药量固定，通过加装变频器，由实际的浊度值反馈从而控制加药泵的运行频率而实现药量的自动投加；在两个药池中各安装一台超声波液位计；在两台加药泵出口各加装一台流量计；搅拌机可与加药泵联动，即搅拌机跟随加药泵运行而运行，也可单独对搅拌机进行手动控制；信号均可通过OPC接口传至窑中控系统；为水系统统一控制考虑，两台加药泵、两台搅拌机的控制点改至新增无人值守系统PLC，控制也改为无人值守系统控制。即无人值守系统PLC控制加药泵和搅拌机启停和流量判断等功能，而参数设定及电机启停等操作在余热中控完成。
3.6净水器
在净水器的反冲洗管分别加装一个水流开关，通过水流开关的动作监测滤格的反冲洗运行情况，另把7只排污阀的控制信号接入无人值守系统。
3.7视频系统
本系统共设置四个视频监控点，分别位于取水口、重力无阀排水口、污水外排水口和加药间，在这四个位置分别通过支架或立杆安装带红外功能的视频球机，就近取电；在无人值守PLC柜和余熱中控配置一对16路视频光端机、视频球机分别通过视频线及控制线接入视频光端机，通过光纤转换后，余热中控的视频光端机再通过视频及控制线接入原视频录像机；每个视频球机均配置三合一防雷器防雷。
3.8中控系统
无人值守的中控系统设在余热中控，通过Wincc编程实现：循环水池补水泵相关设备、仪表的监控；水塔补水泵的相关设备、仪表的监控；取水口的相关设备、仪表的监控；窑循环泵的相关设备、仪表的监控；净水器的相关设备、仪表的监控；无人值守中控系统开放OPC接口，供本厂窑中控数据采集。
4结语
水泥厂的水系统对于水泥厂的发展是至关重要的，具有绝对的意义，水系统的稳定、准确是保证水泥厂高效运行的关键，水泥厂的领导者应该注意到这一点，重点去对待这个问题，在日常管理的时候，不能只是要求工作人员的认真负责，还应该及时的引入先进的科技，要跟得上时代的步伐，建设科学、合理的水泵房系统，保证水系统的良好运行，进而促进企业的经济效益的进步，为我国社会主义建设添砖加瓦。
参考文献：
[1]孟云飞.井下泵房无人值守系统设计分析[J].能源与节能，2018（10）：188-190.
[2]翟学成，王海君，郝允领，刘磊.煤矿泵房无人值守系统的研究与应用[J].机电信息，2018（21）：55-56.
[3]陈发宏.循环水泵房设备无人值守设计与实践[J].福建建材，2017（06）：95-96.
[4]胡敏.水泵集中控制系统的应用探讨[J].中国高新技术企业，2016（28）：159-160.
[5]董朋.火电厂补水泵房远程无人值守可行性研究[J].科技尚品，2015（11）：30-31.
[6]袁海军.中央水泵房无人值守及远程监控系统改造[J].技术与市场，2014，21（05）：132-133.
[7]王秀娟，张永，张峰，罗宁，王传山.无人值守循环水泵房的设计与实现[J].中国设备工程，2014（02）：58-59.
（作者单位：华润（惠州）水泥有限公司）
关键词：无人值守；水泥厂；水泵房；设计
1当下水泥厂的水系统的问题
水泥厂对水系统要求信息的采集及时而且准确、信息处理操作简单、维护方便，并且要求系统安装方便，运作稳定，维护周期长等。水泥厂的水系统现主要存在以下几个问题：水系统设备比较分散且距离比较远，一旦设备发生故障时仅靠现场值班人员通知专业技术人员，无法在第一时间获取详细故障信息以进行及时客观的判断和处理，容易延误最佳的处理时间；安排多组人员昼夜轮流值班，这种方式不仅浪费了大量的人力资源而且问题出现后处理周期比较长，对问题也无法追踪和回溯，也就很难快速找到问题根源，也不利于信息化管理。
2应对方案
为解决现有水系统存在的问题，借鉴其他企业在自动化项目中长期累积的经验，对水泥厂的水系统进行无人值守的自动化改造，以消除系统隐患，为安全生产保驾护航。
水系统无人值守自动化改造主要内容包括以下几点：
1、在相应位置增加如流量或水位传感器等对水泵进行流量控制、水位保护等；
2、在泵的出口、入口等位置加装电动阀与泵进行联动保护；
3、在江边、重力无阀出水口和污水处理房排水口这三个位置安装红外功能的摄像头接入余热发电中控视频监控系统，以监视河水位及取水情况、重力无阀过滤系统和污水处理系统的运行情况等；
4、在余热发电中控新增一台计算机，通过组态软件Wincc监控水系统的运行状态以及信息化处理等；
3设计方案
如图1系统结构图所示：本系统分为取水泵、循环水池补水泵、水塔补水泵、窑循环水泵、加药、中控、净水器、视频监控七个部分。
图1 水泵无人值守系统结构图
3.1取水泵系统
在一、二号取水井各安装一只超声波液位计与各自取水泵联锁；当取水井水位低时（低限值可由上位机设定调整），相应的取水泵不能启动，仅当水位通过自然流入或抽水泵补水后超过某一设定值时，方能启动该台泵；在一、二号取水泵出水总管安装一台电磁流量计替换原有流量计；在抽水泵出口管安装一台电磁流量计；取水泵及抽水泵现场操作箱的控制电缆引至泵房无人值守PLC柜（设在泵房电气室）；电磁流量计、超声波液位计信号电缆引至泵房无人值守PLC柜；取水泵及抽水泵的电气控制主回路加装多功能电表，无人值守系统PLC通过RS485接口与多功能电表进行Modbus RTU通讯。
3.2循环水池补水泵系统
在泵的入口段原手动阀前各加一台手动阀，并在两台手动阀中间各加一台电动阀，电动阀与泵联动，启动泵时先开阀再开泵，停泵时先关泵再关阀；在两侧出水管各加一台流量计，通过流量计信号监控泵的运行是否正常；在循环水池加装一台超声波液位计，监测循环水池液位；在冷却塔的进、出水管加温度传感器监测冷却循环水温度；循环水池补水泵和冷却塔风机的控制电缆引至泵房无人值守PLC柜，且其控制也由该PLC完成；电磁流量计、超声波液位计信号电缆引至泵房无人值守PLC柜；补水泵及冷却塔风机的电气控制主回路加装多功能电表，无人值守系统PLC通过RS485接口与多功能电表进行Modbus RTU通讯。
3.3水塔补水泵系统
在泵的入口段原手动阀前各加一台手动阀，并在两台手动阀中间各加一台电动阀，电动阀与泵联动，启动泵时先开阀再开泵，停泵时先关泵再关阀；在出水管加一台流量计，通过流量计信号监控泵的运行是否正常；在水塔加装一台超声波液位计，监测水塔液位；水塔补水泵的控制电缆引至泵房无人值守PLC柜，且其控制也由该PLC完成；电磁流量计、投入式液位计信号电缆引至泵房无人值守PLC柜；补水泵的电气控制主回路加装多功能电表，无人值守系统PLC通过RS485接口与多功能电表进行Modbus RTU通讯。
3.4窑循环泵系统
在每台泵的出口段将弯曲管加长，各增加一台手动阀和一台电动阀，电动阀与泵联动，启动泵时先开泵再开阀，停泵时先关阀再停泵；在出水总管加一台流量计，通过流量计信号监控泵的运行是否正常；窑循环泵的控制电缆引至泵房无人值守PLC柜，且其控制也由该PLC完成；电磁流量计信号电缆引至泵房无人值守PLC柜；窑循环泵的电气控制主回路加装多功能电表，无人值守系统PLC通过RS485接口与多功能电表进行Modbus RTU通讯。
3.5加药系统
在源水管加装一只高浊仪检测源水浊度，将变量泵加药量固定，通过加装变频器，由实际的浊度值反馈从而控制加药泵的运行频率而实现药量的自动投加；在两个药池中各安装一台超声波液位计；在两台加药泵出口各加装一台流量计；搅拌机可与加药泵联动，即搅拌机跟随加药泵运行而运行，也可单独对搅拌机进行手动控制；信号均可通过OPC接口传至窑中控系统；为水系统统一控制考虑，两台加药泵、两台搅拌机的控制点改至新增无人值守系统PLC，控制也改为无人值守系统控制。即无人值守系统PLC控制加药泵和搅拌机启停和流量判断等功能，而参数设定及电机启停等操作在余热中控完成。
3.6净水器
在净水器的反冲洗管分别加装一个水流开关，通过水流开关的动作监测滤格的反冲洗运行情况，另把7只排污阀的控制信号接入无人值守系统。
3.7视频系统
本系统共设置四个视频监控点，分别位于取水口、重力无阀排水口、污水外排水口和加药间，在这四个位置分别通过支架或立杆安装带红外功能的视频球机，就近取电；在无人值守PLC柜和余熱中控配置一对16路视频光端机、视频球机分别通过视频线及控制线接入视频光端机，通过光纤转换后，余热中控的视频光端机再通过视频及控制线接入原视频录像机；每个视频球机均配置三合一防雷器防雷。
3.8中控系统
无人值守的中控系统设在余热中控，通过Wincc编程实现：循环水池补水泵相关设备、仪表的监控；水塔补水泵的相关设备、仪表的监控；取水口的相关设备、仪表的监控；窑循环泵的相关设备、仪表的监控；净水器的相关设备、仪表的监控；无人值守中控系统开放OPC接口，供本厂窑中控数据采集。
4结语
水泥厂的水系统对于水泥厂的发展是至关重要的，具有绝对的意义，水系统的稳定、准确是保证水泥厂高效运行的关键，水泥厂的领导者应该注意到这一点，重点去对待这个问题，在日常管理的时候，不能只是要求工作人员的认真负责，还应该及时的引入先进的科技，要跟得上时代的步伐，建设科学、合理的水泵房系统，保证水系统的良好运行，进而促进企业的经济效益的进步，为我国社会主义建设添砖加瓦。
参考文献：
[1]孟云飞.井下泵房无人值守系统设计分析[J].能源与节能，2018（10）：188-190.
[2]翟学成，王海君，郝允领，刘磊.煤矿泵房无人值守系统的研究与应用[J].机电信息，2018（21）：55-56.
[3]陈发宏.循环水泵房设备无人值守设计与实践[J].福建建材，2017（06）：95-96.
[4]胡敏.水泵集中控制系统的应用探讨[J].中国高新技术企业，2016（28）：159-160.
[5]董朋.火电厂补水泵房远程无人值守可行性研究[J].科技尚品，2015（11）：30-31.
[6]袁海军.中央水泵房无人值守及远程监控系统改造[J].技术与市场，2014，21（05）：132-133.
[7]王秀娟，张永，张峰，罗宁，王传山.无人值守循环水泵房的设计与实现[J].中国设备工程，2014（02）：58-59.
（作者单位：华润（惠州）水泥有限公司）